一種起重機啟動系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種起重機啟動系統(tǒng)及方法，該啟動系統(tǒng)包括動力系統(tǒng)、變量泵總成和主閥，所述變量泵總成包括變量泵和變量控制結(jié)構(gòu)，所述動力機構(gòu)向所述變量泵總成提供驅(qū)動動力，變量泵總成具有連接到所述變量控制結(jié)構(gòu)的先導(dǎo)油口，還包括在冷啟動時向所述變量控制結(jié)構(gòu)提供先導(dǎo)油，使所述變量泵排量降低至預(yù)設(shè)排量值的壓力油源，所述壓力油源通過液壓油路連接至所述先導(dǎo)油口。本發(fā)明在低溫環(huán)境下，最大限度降低了液壓系統(tǒng)帶來的阻力矩，實現(xiàn)發(fā)動機冷啟動，擴大了低溫作業(yè)范圍，增強了產(chǎn)品低溫適用范圍。
【專利說明】一種起重機啟動系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工程機械領(lǐng)域，特別是一種起重機啟動系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，在液壓油適用的環(huán)境溫度下，起重機發(fā)動機啟動力矩能夠克服啟動瞬間變量泵排量變化所帶來的瞬間阻力矩，實現(xiàn)發(fā)動機的順利啟動。附圖1示出了現(xiàn)有的一種起重機啟動系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括由發(fā)動機、分動箱構(gòu)成的動力系統(tǒng)，該動力系統(tǒng)與變量泵總成連接，用于驅(qū)動變量泵總成，然后通過液壓油路連接至主閥，再通過液壓油路將主閥連接到執(zhí)行機構(gòu)。然而，當(dāng)環(huán)境溫度較低時，特別是低于-20°C以下時，液壓油粘度增大，液壓系統(tǒng)的阻力矩相應(yīng)增大，當(dāng)阻力矩大于發(fā)動機本身的啟動力矩時，發(fā)動機便無法正常啟動。
[0003]針對該技術(shù)問題，現(xiàn)有技術(shù)方案通常針對發(fā)動機進行改進，但單純通過提高發(fā)動機啟動力矩來提升冷啟動性能，需要克服的阻力矩?zé)o法量化，適應(yīng)性差。且現(xiàn)有液壓系統(tǒng)中選取中位機能可卸荷的主閥，造成對主閥元件存在依賴性，同時主閥中位卸荷限制了系統(tǒng)復(fù)合動作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種起重機啟動系統(tǒng)及方法，以降低液壓系統(tǒng)啟動時帶來的阻力矩，實現(xiàn)發(fā)動機在低溫環(huán)境下的冷啟動。
[0005]本發(fā)明提出的一種起重機啟動系統(tǒng)，包括動力系統(tǒng)、變量泵總成和主閥，所述變量泵總成包括變量泵和變量控制結(jié)構(gòu)，所述動力機構(gòu)向所述變量泵總成提供驅(qū)動動力，變量泵總成具有連接到所述變量控制結(jié)構(gòu)的先導(dǎo)油口，還包括在冷啟動時向所述變量控制結(jié)構(gòu)提供先導(dǎo)油，使所述變量泵排量降低至預(yù)設(shè)排量值的壓力油源，所述壓力油源通過液壓油路連接至所述先導(dǎo)油口。
[0006]進一步地，所述壓力油源為蓄能器，所述蓄能器的儲油腔與所述先導(dǎo)油口之間還設(shè)有能控制液壓油路通斷的第一控制閥。
[0007]進一步地，還包括安裝在控制面板上的冷啟動按鈕，所述第一控制閥為第一電磁閥，所述冷啟動按鈕與所述第一電磁閥電連接。
[0008]進一步地，所述變量泵總成還包括梭閥，所述梭閥的兩個進油口分別連接至所述先導(dǎo)油口以及所述變量泵壓力油出口，所述梭閥的出油口連接至所述變量控制機構(gòu)。
[0009]進一步地，所述蓄能器的儲油腔與所述變量泵總成的變量泵壓力油出口之間還設(shè)有能控制液壓油路通斷的第二控制閥。
[0010]進一步地，所述蓄能器的儲油腔連接有用于檢測所述蓄能器的儲油腔的壓力大小的壓力傳感器，所述第二控制閥為第二電磁閥，所述壓力傳感器與所述第二電磁閥電連接。
[0011]進一步地,所述動力機構(gòu)包括發(fā)動機和分動箱,所述發(fā)動機通過所述分動箱驅(qū)動所述變量泵總成。
[0012]另外，本發(fā)明還提出一種起重機的啟動方法，包括以下步驟:[0013]判斷環(huán)境溫度是否滿足動力機構(gòu)冷啟動的預(yù)設(shè)溫度條件，如果滿足，則執(zhí)行冷啟動過程，否則執(zhí)行常規(guī)啟動過程；
[0014]所冷啟動過程包括:
[0015]啟動所述動力系統(tǒng)前，操作壓力油源，使所述壓力油源通過變量泵總成的先導(dǎo)油口向變量控制結(jié)構(gòu)提供先導(dǎo)油，以使變量泵排量降低；
[0016]當(dāng)所述變量泵排量降低至預(yù)設(shè)排量值時，啟動所述動力機構(gòu)，并當(dāng)所述動力機構(gòu)滿足預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速要求時，使所述壓力油源停止向變量控制結(jié)構(gòu)提供先導(dǎo)油。
[0017]進一步地，所述壓力油源為蓄能器，所述蓄能器的儲油腔與所述先導(dǎo)油口之間還設(shè)有能控制液壓油路通斷的第一電磁閥，所述起重機啟動系統(tǒng)還包括安裝在控制面板上的冷啟動按鈕，所述冷啟動按鈕與所述第一電磁閥電連接；所述操作所述壓力油源，使所述壓力油源通過變量泵總成的先導(dǎo)油口向變量控制結(jié)構(gòu)提供先導(dǎo)油，以使變量泵排量降低的操作具體為:
[0018]操作冷啟動按鈕，控制第一電磁閥接通所述蓄能器的儲油腔與所述先導(dǎo)油口之間的液壓油路，使所述蓄能器向所述變量控制結(jié)構(gòu)提供先導(dǎo)油。
[0019]進一步地，所述蓄能器的儲油腔與所述變量泵總成的變量泵壓力油出口之間還設(shè)有能控制液壓油路通斷的第二電磁閥，所述蓄能器的壓力油腔連接有用于檢測所述蓄能器的儲油腔的壓力大小的壓力傳感器，所述壓力傳感器與所述第二電磁閥電連接；在所述動力機構(gòu)啟動后，還包括以下步驟:
[0020]當(dāng)所述壓力傳感器檢測所述蓄能器的儲油腔的壓力低于預(yù)設(shè)壓力值時，控制所述第二電磁閥接通所述蓄能器的儲油腔與所述變量泵總成的變量泵壓力油出口之間的液壓油路，使所述變量泵向所述蓄能器充壓。
[0021]通過上述技術(shù)方案，低溫狀態(tài)下，在發(fā)動機啟動前事先將先導(dǎo)油通過先導(dǎo)油口引入變量泵系統(tǒng)，作用在變量泵總成的變量控制機構(gòu)上，使得變量泵的排量先降低至預(yù)設(shè)值。這樣，在發(fā)動機啟動時發(fā)動機所承受的來自于變量泵總成的負載力矩降低，從而有利于發(fā)動機在低溫下進行啟動。因而，本技術(shù)方案實現(xiàn)了在低溫環(huán)境下，降低了啟動時液壓系統(tǒng)帶來的阻力矩，實現(xiàn)發(fā)動機冷啟動的技術(shù)效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0023]圖1為現(xiàn)有的發(fā)動機-液壓系統(tǒng)的示意圖。
[0024]圖2為本發(fā)明的起重機啟動系統(tǒng)一個實施例的示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。
[0026]本發(fā)明簡化原理如圖2所示，一種起重機啟動系統(tǒng)，包括動力系統(tǒng)，變量泵總成3、液壓油路以及主閥，動力系統(tǒng)用來驅(qū)動所述變量泵總成3，變量泵總成包括變量泵3A以及與該變量泵3A配合的變量控制機構(gòu)3B，該變量泵總成3具有先導(dǎo)油口 G ;該先導(dǎo)油口 G通過液壓油路連接至一壓力油源，當(dāng)符合冷啟動條件時，在發(fā)動機啟動前將先導(dǎo)油通過先導(dǎo)油口引入變量泵系統(tǒng)，作用在變量泵總成的變量控制機構(gòu)上，使得變量泵的排量先降低至預(yù)設(shè)值。這樣，在發(fā)動機啟動時發(fā)動機所承受的來自于變量泵總成的負載力矩降低，從而便于發(fā)動機在低溫下進行啟動，避免變量泵3A在排量由最大值向最小值變化過程中形成的壓力峰值，減小發(fā)動機啟動力矩。在實際應(yīng)用中，上述預(yù)設(shè)值設(shè)置為某一能使得發(fā)動機啟動力矩大于負載力矩的預(yù)定值；當(dāng)然上述預(yù)設(shè)值也可設(shè)置為排量最小值，此時發(fā)動機啟動時所承受的負載力矩最小。
[0027]上述動力系統(tǒng)可包括發(fā)動機I以及分動箱2，也可以不包括分動箱，而替換為變速箱或聯(lián)軸器或離合器等機構(gòu)，或者發(fā)動機可直接連接變量泵系統(tǒng)。
[0028]上述壓力油源可以為蓄能器4，為了便于控制蓄能器4向所述先導(dǎo)油口 G加壓，蓄能器4的儲油腔和所述先導(dǎo)油口 G之間還設(shè)置有第一控制閥5A，以控制液壓油路通斷。當(dāng)然，所述壓力油源還可以是其他外接壓力源，例如手油泵，動力站等。
[0029]為了便于實現(xiàn)程序控制，在系統(tǒng)控制面板上設(shè)置安裝有冷啟動按鈕6，與之對應(yīng)，第一控制閥5A可設(shè)置為電磁閥，用于控制液壓油路的通斷，冷啟動按鈕6和第一電磁閥5A電連接。當(dāng)環(huán)境溫度符合冷啟動條件時，通過啟動冷啟動按鈕6，弟一電磁閥5A接通油路，蓄能器4將先導(dǎo)油通過壓力壓入所述變量泵總成3的變量控制機構(gòu)中，使得變量泵總成3的變量泵3A降低排量至一預(yù)設(shè)值。
[0030]為了便于控制，變量泵總成3中也可以包括梭閥7。該梭閥7的兩個進油口分別連接至所述先導(dǎo)油口 G以及所述變量泵壓力油出口 P，所述梭閥7的出油口連接至所述變量控制機構(gòu)3B。正常情況下，在壓力源油路被第一控制閥5A切斷，所述連接至主閥的主油路壓力連接負載，在起重機發(fā)動機啟動后，連接外部負載的主油路壓力增大，由于此時壓力源油路的壓力為零，所述主油路通過所述梭閥7與所述變量控制機構(gòu)3B連通，此時所述起重機正常啟動；當(dāng)符合冷啟動的條件時，在起重機發(fā)動機啟動前，通過控制所述第一控制閥5A來連通壓力源油路，壓力源將先導(dǎo)油壓入變量泵總成的先導(dǎo)油口，由于起重機發(fā)動機尚未啟動，主油路無負載壓力，因此壓力源油路通過所述梭閥7與所述變量控制機構(gòu)3B連通，先導(dǎo)油被壓入所述變量控制機構(gòu)3B，將變量泵的排量降低至預(yù)設(shè)值，此時再啟動發(fā)動機時，所受到的阻力矩將會減??；隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速的逐漸提高，主油路連接的外部負載使得主油路中壓力增大，當(dāng)大于壓力油源的壓力時，主油路通過所述梭閥7與所述變量控制機構(gòu)3B連通，此時冷啟動過程結(jié)束，發(fā)動機進入正常運轉(zhuǎn)。
[0031]在蓄能器4的儲油腔和變量泵總成3的壓力出口 P之間設(shè)置有能控制液壓油路通斷的第二電磁閥5B，這樣，系統(tǒng)本身通過第二電磁閥5B可使蓄能器4保持需要的壓力范圍:系統(tǒng)通過壓力傳感器8進行判斷，當(dāng)蓄能器4壓力低于第一設(shè)定閾值，例如IOObar時，第二電磁閥5B得電開啟充壓油路，可通過連接例如主油路來向蓄能器充壓；當(dāng)壓力達到第二設(shè)定閾值，例如150bar時，第二電磁閥5B失電，液壓油路切斷。另外，為了防止蓄能器對主油路的影響，在第二電磁閥5B通向變量泵總成3B的壓力出口 P之間的液壓油路上設(shè)置有單向閥9，防止蓄能器的壓力油進入主油路而干擾起重機的正常工作。
[0032]另外，根據(jù)上述技術(shù)方案，本發(fā)明也提出了一種起重機發(fā)動機的啟動方法，即判斷環(huán)境溫度是否滿足動力機構(gòu)冷啟動的預(yù)設(shè)溫度條件，如果滿足，則執(zhí)行冷啟動過程，否則執(zhí)行常規(guī)啟動過程:
[0033]當(dāng)環(huán)境溫度高于0°C時，發(fā)動機啟動力矩可克服阻力矩，按正常步驟啟動，第一電磁閥5A和第二電磁閥5B始終處于失電狀態(tài)；當(dāng)環(huán)境溫度低于預(yù)設(shè)值，例如-10°C時，此時通過選取控制面板冷啟動按鈕6執(zhí)彳丁冷啟動系統(tǒng)。
[0034]冷啟動的具體過程如下:
[0035]操作冷啟動按鈕6，通過程序控制第一電磁閥5A得電，蓄能器4向變量泵系統(tǒng)的先導(dǎo)油口 G充壓，使變量泵3A處于最小排量，從而避免變量泵3A在排量由最大值向最小值變化過程中形成的壓力峰值，減小發(fā)動機啟動力矩；啟動發(fā)動機，當(dāng)發(fā)動機啟動后進入怠速狀態(tài)后，根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速進行判斷:發(fā)動機轉(zhuǎn)速大于預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速時，所述電磁閥第一電磁閥5A失電，冷啟動系統(tǒng)運彳丁結(jié)束。
[0036]當(dāng)然，也可通過系統(tǒng)設(shè)置的溫度傳感器及控制程序自動執(zhí)行冷啟動系統(tǒng):當(dāng)環(huán)境溫度低于第一預(yù)設(shè)值，例如-10°c時，溫度傳感器將溫度信號傳送至系統(tǒng)冷啟動的控制程序，控制系統(tǒng)根據(jù)控制程序指令自動執(zhí)行冷啟動系統(tǒng)。
[0037]當(dāng)環(huán)境溫度高于第二預(yù)設(shè)值，例如0°C?-10°C時，可根據(jù)發(fā)動機啟動情況進行判斷是否選用冷啟動系統(tǒng)。
[0038]綜上，通過上述本發(fā)明的上述一【具體實施方式】可以看出，在低溫環(huán)境下，本發(fā)明的技術(shù)方案在起重機發(fā)動機啟動前，事先給予變量泵總成中變量泵控制機構(gòu)一外部壓力的干預(yù)，使得變量泵在開始運行時的變量最小，從而，在起重機發(fā)動機啟動時的負載最小，因此最大限度降低了液壓系統(tǒng)給發(fā)動機啟動帶來的阻力矩，實現(xiàn)了發(fā)動機冷啟動，擴大了低溫作業(yè)范圍，增強了產(chǎn)品低溫適用范圍。
[0039]最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對本發(fā)明的【具體實施方式】進行修改或者對部分技術(shù)特征進行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請求保護的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種起重機啟動系統(tǒng)，包括動力系統(tǒng)、變量泵總成和主閥，所述變量泵總成包括變量泵和變量控制結(jié)構(gòu)，所述動力機構(gòu)向所述變量泵總成提供驅(qū)動動力，變量泵總成具有連接到所述變量控制結(jié)構(gòu)的先導(dǎo)油口，其特征在于，還包括在冷啟動時向所述變量控制結(jié)構(gòu)提供先導(dǎo)油，使所述變量泵排量降低至預(yù)設(shè)排量值的壓力油源，所述壓力油源通過液壓油路連接至所述先導(dǎo)油口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的起重機啟動系統(tǒng)，其特征在于:所述壓力油源為蓄能器，所述蓄能器的儲油腔與所述先導(dǎo)油口之間還設(shè)有能控制液壓油路通斷的第一控制閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的起重機啟動系統(tǒng)，其特征在于，還包括安裝在控制面板上的冷啟動按鈕，所述第一控制閥為第一電磁閥，所述冷啟動按鈕與所述第一電磁閥電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的起重機啟動系統(tǒng)，其特征在于，所述變量泵總成還包括梭閥，所述梭閥的兩個進油口分別連接至所述先導(dǎo)油口以及所述變量泵壓力油出口，所述梭閥的出油口連接至所述變量控制機構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的起重機啟動系統(tǒng)，其特征在于:所述蓄能器的儲油腔與所述變量泵總成的變量泵壓力油出口之間還設(shè)有能控制液壓油路通斷的第二控制閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的起重機啟動系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄能器的儲油腔連接有用于檢測所述蓄能器的儲油腔的壓力大小的壓力傳感器，所述第二控制閥為第二電磁閥，所述壓力傳感器與所述第二電磁閥電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的起重機啟動系統(tǒng)，其特征在于，所述動力機構(gòu)包括發(fā)動機和分動箱，所述發(fā)動機通過所述分動箱驅(qū)動所述變量泵總成。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求1-7任一所述的起重機啟動系統(tǒng)的起重機啟動方法，其特征在于，包括以下步驟: 判斷環(huán)境溫度是否滿足動力機構(gòu)冷啟動的預(yù)設(shè)溫度條件，如果滿足，則執(zhí)行冷啟動過程，否則執(zhí)行常規(guī)啟動過程； 所述冷啟動過程包括: 啟動所述動力系統(tǒng)前，操作所述壓力油源，使所述壓力油源通過變量泵總成的先導(dǎo)油口向變量控制結(jié)構(gòu)提供先導(dǎo)油，以使變量泵排量降低； 當(dāng)所述變量泵排量降低至預(yù)設(shè)排量值時，啟動所述動力機構(gòu)，并當(dāng)所述動力機構(gòu)滿足預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速要求時，使所述壓力油源停止向變量控制結(jié)構(gòu)提供先導(dǎo)油。
9.如權(quán)利要求8所述的起重機啟動方法，其特征在于，所述壓力油源為蓄能器，所述蓄能器的儲油腔與所述先導(dǎo)油口之間還設(shè)有能控制液壓油路通斷的第一電磁閥，所述起重機啟動系統(tǒng)還包括安裝在控制面板上的冷啟動按鈕，所述冷啟動按鈕與所述第一電磁閥電連接；所述操作所述壓力油源，使所述壓力油源通過變量泵總成的先導(dǎo)油口向變量控制結(jié)構(gòu)提供先導(dǎo)油，以使變量泵排量降低的操作具體為: 操作冷啟動按鈕，控制第一電磁閥接通所述蓄能器的儲油腔與所述先導(dǎo)油口之間的液壓油路，使所述蓄能器向所述變量控制結(jié)構(gòu)提供先導(dǎo)油。
10.如權(quán)利要求9所述的起重機啟動方法，其特征在于，所述蓄能器的儲油腔與所述變量泵總成的變量泵壓力油出口之間還設(shè)有能控制液壓油路通斷的第二電磁閥，所述蓄能器的壓力油腔連接有用于檢測所述蓄能器的儲油腔的壓力大小的壓力傳感器，所述壓力傳感器與所述第二電磁閥電連接；在所述動力機構(gòu)啟動后，還包括以下步驟:當(dāng)所述壓力傳感器檢測所述蓄能器的儲油腔的壓力低于預(yù)設(shè)壓力值時，控制所述第二電磁閥接通所述 蓄能器的儲油腔與所述變量泵總成的變量泵壓力油出口之間的液壓油路，使所述變量泵向所述蓄能器充壓。
【文檔編號】F15B13/02GK103979417SQ201410245403
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月4日
【發(fā)明者】孫麗, 劉振華, 李候清 申請人:徐工集團工程機械股份有限公司